STRATIFICATION OBLIQUE ET STRUCTURE ALVÉOLAIRE

Écorce prolectrice partiellement conservée.

En bns, à gnuchc et au centre : u^ure éolienne.

Ruine du Falkenstein, près Nicderbronn (Alsace).

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STRUCTURE ALVÉOLAIRE

à la base d'un rocher de Grès Vosgien inférieur. Ruine du Falkenstein, près Niederbronn (Alsace).

ACTION DBS AGENTS ATMOSPHRIUQUES 375

entoure souvent les blocs de grès de Fontainebleau qui ont été longtemps exposés à Tair. En Alsace, on observe fréquemment une écoree ferrugineuse, à la base des rochers isolés de (irès Vosgien, que couronnent souvent des ruines féodales. Comme dans le désert, l'écorce y est surtout développée sur les couches les plus imbibées d*eau et elle protège ici aussi de la désagrégation les roches qu'elle recouvre, de sorte que la désignation d'écorce protectrice lui convient parfaitement (pi. XXXVIII, 1). On peut se demander toutefois si sa présence dans les régions tempérées n'est pas l'indice d'un climat désertique qui aurait régné à une époque immédiatement antérieure à Tépoque actuelle.

Les phénomènes de désagrégation chimique où intervient IVau d'imbibition sont de même ordre que ceux qui ont pour agent les eaux souterraines et qui ont fait l'objet du chapitre précédent. A la surface du sol, exactement comme dans des couches plus profondes, les eaux agissent par dissolution, décomposition, oxydation, etc. Il n'y a pas lieu de revenir sur ces phénomènes, si ce n'est pour rechercher l'origine des gaz, des acides et des sels que l'eau d'imbibition renferme en dissolution.

L'oxygène et l'acide carbonique dissous dans l'eau d'imbibition proviennent en grande partie de l'air atmosphérique, mais une certaine proportion de l'acide carbonique est évidemment produite par les végétaux. C'est aussi à l'action des organismes qu'est due la présence des acides humique et ulmique, et, comme nous le verrons tout à l'heure, celle d'une partie de l'ammoniaque et de l'acide azotique; mais, d'autre part, les précipitations atmosphériques renferment des quantités notables d'ammoniaque et d'acide azotique et azoteux combinés à l'état de nitrate et de nitrite d'ammonium, dont l'origine n'est certainement pas organique. On sait que l'acide azotique résulte de la combinaison de l'oxygène et de l'azote de l'air par la décharge électrique. Quant à l'ammoniaque. Th. Schlœsîrig lui attribue, de même qu'à Tacide carbonique de l'atmosphère, une origine marine [5]. On sait, d'autre part, que les volcans rejettent des quantités considérables de ces deux gaz. Comme l'ammoniaque est en excès sur les acides nitrique et nitreux, ceux-ci sont neutralisés et leur action, en tant que produits atmosphériques, sur les roches de la surface peut être considérée comme peu importante et tout à fait superficielle (v. plus haut).

Il n'en est pas de même des chlorures dissous dans l'eau de mer, ou dans celle des sebkhas, quoique l'eau salée possède une action dissolvante inférieure h celle de l'eau douce, comme l'a montré

Thoulot [6]. Mais les chlorures décomposent beaucoup de minéraux, eu particulier les silicates, en donnant lieu à des transformations encore mal connues.

AltKRATIONS et DtSAGRÉGATION DUES AUX ORGANISMES. NoUS avOnS

appris à connaître précédemment les transformations que subissent les sédiments immédiatement après leur dépôt, grâce à Tintervention des organismes (chap. IX), nous avons vu également combien ce facteur est important dans la formation des combustibles (chap. X). Nous devons examiner maintenant le rôle qui lui incombe dans les phénomènes d'altération et de désagrégation superficielles des roches. Cette étude ne peut être séparée de celle des phénomènes dus aux agents atmosphériques, car les effets sont exactement de même ordre.

Les microorganismes ont ici aussi une action prépondérante, qui a été mise en évidence par les belles recherches d'A. Muntz et de Winogradsky. Dès 1877, Th. Schlœsing et A. Miintz montraient que le phénomène de la nitrification, c'est-à-dire de la formation du salpêtre à la surface du sol, était dû à l'intervention de ferments organisés [7]. Dix ans plus tard, A. Muntz établissait l'existence de ces ferments dans un très grand nombre de roches plus ou moins décomposées et il était conduit à leur attribuer un rôle capital dans la désagrégation des roches [8]. Leur étude fut reprise par Winogradsky, qui réussit à les isoler et à définir leur mode d'action [9]. Leurs caractères particuliers ont nécessité l'établissement d'un genre spécial, Nitromonas. Les uns donnent naissance à des nitrates, les autres à des nitrites. Ils ont la faculté d'emprunter l'azote à l'air atmosphérique et le carbone aux carbonates du sol; ils peuvent donc réaliser la synthèse de la matière organique indépendamment des rayons solaires et sans l'intervention de la chlorophylle. Leur rôle dans la fixation de l'azote par les Légumineuses est aujourd'hui bien connu, ^^ais ils empruntent sans doute aussi l'azote à l'ammoniaque résultant de la décomposition des matières organiques, d'où l'abondance du salpêtre dans les endroits où cette décomposition est particulièrement active.

La transformation des carbonates en azotates explique à la fois la désagrégation des roches et la naissance d'efflorescences constituées par de l'azotate de calcium, lorsque la nitrification a eu lieu aux déj)ens de terrains calcaires; par de l'azotate de potassium, lorsque le phénomène se produit dans des terrains riches en carbonate de j)otassium résultant de la décomposition des feldspaths.

« Quand on considère la faible intensité de ces phénomènes, écrit

Mijntz [H], on est tenté d'en méconaître Timportance; mais leur continuité et leur généralité doivent les faire classer parmi les causes géologiques auxquelles Técorce terrestre doit sa physionomie actuelle et qui, en particulier, ont contribué à la formation des dépAts d'éléments fins qui constituent la terre arable. »

A Tarapara, au Chili, il existe de vastes étendues couvertes de nitrate de sodium associé à du chlorure de sodium, à de Tiodate et à du bromate de sodium. D'après Mûntz [10], ces gisements résultent de l'action des eaux marines sur des amas de nitrate de calcium, formés par les ferments nitrifiants. Le sel marin, agissant sur le nitrate de calcium, a opéré une double décomposition, qui a donné naissance à du nitrate de sodium cristallisé et u du chlorure de calcium déliquescent, et, par conséquent, enlevé en raison de sa }?rande solubilité. Du chlorure de sodium est resté en excès, en même temps que les bromures et les iodures ont été oxydés par le ferment nitrique. La grande sécheresse du climat a permis la conservation, à la surface du sol, de ces amas immenses, qui fournissent encore aujourd'hui la plus grande partie des nitrates consommés par l'agriculture et par la fabrication des explosifs.

D'autres organismes contribuent encore, dans une large mesure, à l'altération et à la désagrégation des roches. Parmi les Cryptogames, les Lichens, les Mousses, certaines Algues empruntent des principes nutritifs aux roches sur lesquelles elles sont fixées et en altèrent la surface. Les racinesdes Phanérogames exercent une action destructive, d'abord en disjoignant mécaniquement les blocs, puis en produisant de l'acide carbonique ou de l'acide humique, qui dissolvent le carbonate de calcium et transforment les silicates en carbonates ou en produits humiques, avec mise en liberté de silice pulvérulente.

Les vers de terre ramènent sans cesse à la surface des portions du sol qui n'avaient pas encore été en contact avec l'atmosphère et jouent ainsi un rôle important dans l'ameublissement du sol, rôle sur lequel Charles Darwin a particulièrement attiré l'attention [14J. Les taupes et autres Mammifères fouisseurs agissent d'une manière analogue, et le même rôle est rempli sous les Tropiques, d'après Branner [13], par les fourmis et les termites, qui édifient de véritables monticules de terre.

L'action combinée du gel et du dégel, de l'eau d'imbibition et des organismes sur les couches superficielles de l'écorce terrestre a pour résultat la transformation de roches plus ou moins compactes en un sol ou terre arable.

L'étude de la constitution des sols, de leurs caractèes physiques

et chimiques, de leur mode de formation, de leur distribution géographique est devenue, sous le nom de Pédologie, une des branches principales de la Géologie appliquée. Les géologues nordaméricains et russes lui ont donné un grand développement [15-17], tandis qu'en France elle a surtout progressé entre les mains des agronomes, des chimistes et des bactériologistes.

Formes du terrain dues a la désagrégation. — La désagrégation ne s'attaque pas indistinctement à toute la masse d'une roche, elle opère principalement suivant certaines surfaces en quelque sorte prédestinées par les conditions géologiques. Elle agit différemment sur les roches stratifiées et sur les roches non stratifiées, sur les roches horizontales et sur les roches inclinées, sur les roches non fissurées et sur les roches fissurées. Nous ne pouvons citer ici que quelques exemples des divers modes de désagrégation, car c'est plutôt le rôle des géographes de définir les différents aspects du relief qui dépendent de ce facteur.

Envisageons d'abord la désagrégation des roches stratifiées disposées en couches horizontales et supposons qu'elle s'attaque à un témoin peu étendu, découpé dans un ensemble de couches par l'érosion des eaux courantes. Si les couches supérieures sont plus compactes, il va sans dire qu'elles résisteront davantage que les couches délitables sous-jacentes, de sorte que le témoin prendra bientôt l'aspect d'une plate-forme tabulaire. Cette forme sera surtout réalisée lorsqu'une couche poreuse reposera sur une couche imperméable; la désagrégation sera particulièrement intense à la base de la couche perméable, car l'imbibition y atteint son maximum, de sorte que les phénomènes chimiques et les alternances de gel et de dégel y produisent également leur maximum d'effet. Cependant l'écorce protectrice dont il a été question plus haut préserve souvent la surface d'une désagrégation trop rapide et c'est immédiatement derrière elle que la roche s'effrite. Dès que l'écorce offre des lacunes, les produits de désagrégation se répandent au dehors et une cavité prend naissance en arrière d'elle. Joli. Walther [26,27] a décrit de beaux exemples de ce phénomène dans les déserts égyptiens, mais on peut l'observer également dans les grès crétacés de la Suisse saxonne [37] et surtout dans les rochers de Grès Bigarré des Basses- Vosges. Lorsque l'écorce finit par se détacher, on voit apparaître les cavités, séparées par des lignes en relief. A la ruine du Falkenstein, près de Niederbronn, cette « structure alvéolaire » fait l'admiration des touristes (pi. XXXVIII). Dans divers ouvrages

de Géologie, on a figuré des alvéoles tout à fait semblables observées sur les grès de l'Arizona.

Le résultat final de cette désagrégation par la base est la formation de pierres branlantes, qui sont posées en équilibre instable sur une base très réduite. On peut citer la Roche qui remue, dans la forêt de Fontainebleau, le Lottelfels, non loin du Schneeberg, en Alsace, la Pietra movediza, de la Sierra Tandil, dans la République Argentine, etc.

Si une couche épaisse est coupée de diaclases, la désagrégation accentuera ces plans de séparation et la couche se divisera en gros parallélépipèdes, qui s'ébouleront sur les pentes ou qui s*alTaisseront sur place, grâce à la destruction de 1^ couche sous-jacente. Il se produira ainsi des mers de rochers ou chaos, tels que ceux de la forêt de Fontainebleau. Dans le cas des calcaires et des dolomies, ce sont les aspects ruiniformes qui prédomineront (pi. XXXIX, 1).

Lorsque les couches sont fortement inclinées, voire redressées verticalement, il en résulte, surtout dans le cas des formations schisteuses, des crêtes dentelées avec arêtes vives ou de véritables aifçuilles, comme celles du massif du Mont-Blanc (pi. LXV, 2; LXVII, 1). .

Les roches non stratifiées prennent généralement, sous Faction de la désagrégation, des formes arrondies. Là aussi Tattaque par la gelée et par les agents chimiques se produit principalement suivant les diaclases, puis elle détruit les angles solides et transforme les cubes en masses qui tendent à prendre une forme sphérique. C'est la désagrégation en boules (pi. XL), si commune dans les roches granitoïdes et qui affecte aussi quelquefois les prismes basaltiques (pi. XXXIX, 2).

En résumé, la désagrégation contribue beaucoup à mettre en relief les plans de stratification et les diaclases. Les uns et les autres sont à peine visibles dans les tunnels et dans les entailles profondes qui sont à Tabri des agents atmosphériques.